(Daily Issue)净零科技非做不可 台湾还有哪些选择？

利用净零转型创造未来新绿色成长动能，将是台湾不可回避的责任。符世旻摄

为因应气候变迁的挑战，达成最大化再生能源目标，总统蔡英文2021年4月22日宣布2050年台湾再生能源发电占比将达60~70%。这可是件极具企图心的政策宣示，为建构对再生能源发展更加友善的环境，立法院刻正审查经济部提出的「再生能源发展条例」修正草案。

未来政府除了会放宽风力发电和太阳光电的建置规范，更要大力发展地热发电，渐进开发近岸潮流与东部黑潮的发电技术。展望未来10年、20年，净零科技与再生能源开发将是台湾极为热门的技术领域与重大投资项目。

台湾整体碳排放量不高，远低于美国与国内，但台湾是出口导向的经济体，欧美和国内的产品或电子零组件大量在台湾制造，电子与通讯产品制程所需的电力庞大，又有石油化学品、非能源消费产品如轻油、焦炭、柏油可供外销，造成台湾人均排放量甚高。

台积电对净零承诺高法规标准

身为全球晶圆代工龙头，台积电对于节能和净零已有远高于政府法规的标准和承诺。除了加入RE100，近几年也开始发布气候相关财务揭露（TCFD）报告书。

台积电曾进行年度环境损益分析，结果显示温室气体排放是台积电环境外部性的主要来源，占比约96.6%。台积电必须与供应商合作，共同降低温室气体排放所衍生的社会成本，达成2030年单位产品环境外部性减少30%的目标。

台积电是在2020年成立净零排放专案，并组成工作小组对净零目标进行规划与讨论。其短期目标为2025年达排放零成长，并于2030年回到2020年排放量。2021年，台积电提出「2050年净零排放」的长期目标，致力成为全球绿色制造的领导者。

由于制程机台用电量占总能源使用50%以上，因此新机台引进前即完成节能设计验证、安装节能元件，扩大先进制程机台节能效果。2020年就至少有139项节能方案导入5纳米及以下先进制程。到了2030年台积电的平均机台设备节能效益必须达20%以上。

一般认为，可反映外部成本的碳定价，是有效解决气候问题的重要处方。美国国家科学研究院（NAS）建议美国政府碳定价每年提高5%，并全面性在各产业、部门如电力、交通、工业、建筑等实施碳定价且建立排放交易体系 （Emission Trading System）。

2024年针对半导体厂商等征收碳费

台湾的《气候变迁因应法》预定2024年开始针对水泥、石化、钢铁及半导体厂商征收碳费。台积电评估后发现，未来温室气体总量管制与碳税、碳费上路，将使产能增受限、营运成本增加。如果要顺利增产能，就要早期购买再生能源。如果再生能源与再生水取得不顺利，台积电的先进技术生产就会受阻。

目前国际间的碳定价大约为每吨40~80美元（USD/tCO2eq）。预估2030年可达到50~100美元。只不过不同发展阶段的国家征收价差异甚大。可以确定的是，碳定价偏低，就不能达成巴黎协定想要控制升温在摄氏2度以内的目标。以每吨40~80美元而言，似乎力道还不够。

经过评估，台积电要因应气候问题，自3纳米起，新厂再生能源占比要在20%以上，并逐年增加购买量，全公司生产营运据点的用电量必须有4成是再生能源。2050年所增加成本大约占该公司年营收的2.0~3.3%之间。如果气候变迁导致缺水，以10年发生一次旱灾的频率来算，会影响台积电年平均营收0.7~1.1%。

除制造端必须结合供应链共同节电之外，从产品端来看，设计与制造更为省电的电子产品也有助于减缓气候暖化。尤其是半导体被广泛运用于电脑、通讯、消费性电子产品、工业控制与应用、电动车、服务器与数据中心及其他终端产品上。台积电预估，该公司为客户生产的产品将于2030年协助全球节电1,700亿度，大约为芯片制造用电的4倍以上。

台积电只是民间厂商，展现其对再生能源的支持与制造节能的决心虽然可喜，但最重要的还是在政府掌控的电力与能源供应端，如何透过科技革新带来更多可负担的再生能源。毕竟对台湾而言，追求净零转型，不仅是因应气候变迁的唯一方法，也可以在能源结构改变与创造新兴产业发展的契机上有积极的作用。

2030年前既有净零技术最大化

根据经济部公布政策说明，政府会从能源、制造及服务业等三部门减量做起，例如发电结构要朝低碳化转型，并建置整合性电力网络。另外在产业面则应协助制造部门朝制程改善、能源使用、循环经济三大策略方向转型，并辅导商业服务业调整商业模式。

国际能源总署（IEA）报告指出，全球未来能否达成2050年净零排放目标，取决于各国能否在2030年前大力推动清洁技术开发，尤其是在10年内迅速扩大布建太阳能和风能。

根据经济部报告，政府推动净零转型策略就是在2030年前利用既有技术尽量最大化。在住宅、商业、运具、工业等领域要强化节能措施，透过行为改变及设备汰换，将能源效率极大化。

国家发展委员会正密切关注台湾的能源转型路径，政府的相关报告分析，在2030年以后太阳光电将设置更高效率的矽堆叠模块，2050年设置装置量达40~80GW；离岸风电则朝浮动式、大型化机组、扩大设置场域，规划2050年设置装置量达40~55GW。

另提供诱因扶植具本土化优势前瞻能源，由浅层逐渐往深层发展非传统地热发电，并导入波浪、海流发电等海洋能技术。亦扩大生质能使用，规划2050年前瞻能源设置装置量达8~14GW。此外，农委会也要在自然碳汇如海洋、森林等方面提出重要的奖励计划。

中央研究院集合学者专家的讨论和意见，曾在2022年11月30日出版《台湾净零科技研发政策建议书》，希望政府尽速推动五项净零科技，包括去碳燃氢、深层地热、东部海洋能、高效太阳光电、生质能等。

如果技术能有所突破，台湾还是有机会达成总统提出的再生能源发电占比将达60~70%的目标。一旦台湾的电力来源有6~7成是无碳的再生能源，创造出足够的零碳电力，台积电等用电大户的压力几乎可一扫而空。

中研院的政策建议书里提到，离岸风机技术正快速的发展中，未来在固定型离岸风电的场域逐渐饱和的情况下，离岸风机的布建将逐渐往深水区（水深50米以上）移动。浮动式离岸风电将成为下一个阶段风电技术开发的重点。

在适用于离岸风机的平台技术中，又以半潜式离岸风机是目前最适合台湾发展的技术，其优势在于浮动平台与风机皆可在岸边进行组装，仅需要由船只拖往外海置放即可，可减少因海象因素影响施工时间。若以每年0.5GW的装置容量为目标，到2050年将可达到10GW的装置容量，每年预估发电量为350.4亿度。

蓝色再生能源起步走

另一个焦点则是台湾学界已投入超过10年的黑潮洋流发电机组开发及海上效能测试。目标是2025年可逐步完成2MW商转机研发测试。

潮汐发电、海洋温差及波浪能的发电预估皆可达GW等级，绝对有助于提升台湾再生能源供电占比及加速减碳目标的达成。中研院尤其看好的是海流发电及海洋温差发电，建议政府纳入台湾无碳能源的选项之中。

台湾在太阳光电布建上已遇到困境，除了土地不足外，原本立意良好的「渔电共生」在中南部似乎发生一些争议。所以最好的办法，就是以提高发电效率的方式减少使用面积。

专家研究发现，使用三五族的多接面型光电元件在日光下可达39.2%的转化效率，但因此类型材料在成本上过于昂贵，目前多半使用于特殊用途如军事与航太科技。因此学界的目标主要放在矽晶型太阳光电的效率提高50%，争取在2040年以前量产打进市场。

学界投入甚多的钙钛矿太阳能电池，可以大面积生产，加上低成本、制程简单、质轻量薄等优势，深具量产潜力，其转化率达36%。且可与矽基太阳能电池搭配达成低成本与高效率叠层式太阳电池，转换效率仍有29.5%，学界认为未来要超过30%并非不可能。

由于政府要落实非核家园，任何人寄望核电延役或重启核四都会遇到极大的政治阻力和社会抗争代价。要稳定电力供应，利用科技尽早找到可供基载使用的再生能源变得格外重要。

尤其是台湾想要成为「亚太绿能中心」，去碳燃氢、深层地热、黑潮发电、温差发电、高效太阳光电、生质能、储能及智能电网等净零转型前瞻技术突破都具有指标性的意义，如果台湾无法自主完成，争取国际合作也是解决的办法。

台湾是外贸导向国家，有护国群山日日夜夜为全球的科技文明做出贡献，利用净零转型创造未来新绿色成长动能将是台湾不可回避的责任，也是2050全球净零趋势下，台湾产业的新定位。

责任编辑：朱原弘